A képalkotási módokat az általam kialakított fontossági sorrendben részletezem.
3.1 A-mód
Az A módú pásztázás lényegében egy digitális oszcilloszkóp, mely megmutatja, hogy az idő függvényében mekkora nyomás érkezett a mint egy külső felületének pontjaira. Ez lényegében egy P(t) függvény, adott x,y koordinátáknál. A P(t) függvény alakjából következtethetünk arra, hogy az adott x,y pontnál mely mélységekben van közeghatár, és arra is, hogy akusztikai szempontból a hullám milyen minőségű közegből, milyen más minőségű közegbe ment át. Minden anyagnak van akusztikus impedanciája (jele: Z), mely az anyagra jellemző Bulk-állandóból (jele: B) és az anyag sűrűségéből képződik ( Z=
⋅B ). A két érintkező közeg akusztikus impedanciájából számítható a közeghatárra jellemző reflexiós tényező. A P(t) hullám fázisa egy adott t időpontban, attól függően módosulhat, hogy a t időponthoz tartozó mélységben lévő közeghatárnak milyen a reflexiós tényezője. Ismerve a hanghullám átlagos sebességét a vizsgált mintában a t időponthoz egy mélységet rendelhetünk. Ha a fázis normális, akkor a hullám egy kisebb impedanciájú közegből egy nagyobb impedanciájú közegbe hatolt be, ha a fázis invertált a helyzet épp az ellenkezője.2. ábra. A-szken a minta egy adott pontjában,és az onnan nyert P(t) függvény. Az A-szken a számítógépen lényegében egy digitális oszcilloszkópot jelent, amely a
transducerre érkező hanghullámot, azaz egy nyomás idő függvényt jelenít meg.
3.2 C mód
A C mód az A módban összegyűjtött adatokkal dolgozik. Egy adott időintervallumban a minta felületének minden pontjában begyűjtött adatokat használja fel. Egy elektronikus ablak segítségével kijelölhetjük a P(x,y,t) függvény egy időtartományát. Az ablakozás által határozhatjuk meg, hogy a minta mely mélységéből készüljön kép. A 3. ábrán látható a minta egy pontjából nyert P(t) függvény. Piros négyszög jelöli az elektronikus időablakot. A 4. ábra szemlélteti, hogy a beállított időablakkal a minta mely mélységében készítettünk képet. Az adott időablakba a minta különböző pontjaiból természetesen más és más értékek érkeznek, ez adja a majdan elkészülő kép információértékét. Minden egyes szkennelt pontnak egy képpont felel meg, amiknek egy színe lehet, illetve fekete-fehér képen egy árnyalata. Ezért az időablakban található hullámtöredékből egy adatot kell alkotni. Ez a függvény időablakbeli legnagyobb értéke. A pásztázás során előforduló legnagyobb és legkisebb amplitúdóhoz tartozik az árnyalati skála két széle a fekete és a fehér, és az ezek között előforduló csúcsok felelnek meg a skála árnyalatainak.
3. ábra. A-szken képe időablakkal. C-módú képalko-táskor az időablakban lévő jel kerül feldolgozásra.
4. ábra. C-szken a minta egy kitüntetett mélységében.A C-szken segít-ségével a hullám haladási irányára merőleges síkról készíthetünk képet.
3.3 Réteghatár szkennelési technika
A legelterjedtebb képalkotási mód, amivel az eszközön belüli delaminációkat lehet megtalálni az a réteghatár szkennelési technika (Interface Scan Technique). Első lépésként végre kell hajtani az A szkennelést. Be kell állítani az időablakot a kívánt réteghatárra, az akusztikus sugár fókuszát az adott mélységre kell optimalizálni. A C-szken lefutása után elkészült kép információkat közöl a kiablakozott hullámrészlet amplitúdójáról, és fázisáról. Opcióként be lehet állítani , hogy csak a normál fázisú, illetve csak az invertált fázisú hullámrészletekből alkotott képpont legyen látható.
Megoldható az is, hogy mindkettő látszódjék, de az invertált helyek egy kitüntetett színnel, mondjuk pirossal. Delamináció keresés közben ez nagy segítség, hiszen általában ezek okozzák a hullám invertált fázisát. A fázisinverzió oka, hogy a hullám például a tokból közvetlenül nem a szilíciumba jut, (tehát egy kisebb hullámimpedanciájú közegből egy nagyobb hullámimpedanciájúba), hanem először levegőbe (légzárvány) és csak aztán a szilíciumba, (tehát egy nagyobb hullámimpedanciájú közegből egy kisebb hullámimpedanciájú közegbe).
Ez a segítség néha becsaphat minket. Előfordulhat, hogy a szoftver egy területen delaminációt jelez, holott sincs azon a helyen. Ennek egyik oka lehet például, ha a tokozás pelyheket (flake) tartalmaz. Ezek a pelyhek ugyanabból az anyagból vannak mint a tokozás, de annál korábban szilárdultak meg. Érdekes módon ezek hullámimpedanciája kisebb lesz, mint a tok többi részének.
Ha ezek a pelyhek közel azonos mélységben vannak a vizsgált felülettel, megtéveszthetik a programot.
3.4 Tömb szkennelési technika
A tömb szkennelés lényege, hogy nem egy közeghatárt, hanem egy térfogatot vizsgálunk. Az időablakot úgy állítjuk be, hogy közvetlenül egy közeghatár után kezdődjön és mindent magába foglaljon a következő határig. A hangsugár fókuszát általában a két határ közé optimalizáljuk. Ha a vizsgált térfogat homogén és mentes minden diszkontinuitástól nem képződik visszhang az időablakban, így az elkészült képen sem látszik semmi. Ha mégis van olyan objektum, ami reflexiót okoz, az a képen világos pontként fog megjelenni.
5. ábra. Térfogat vizsgálata C-SAM-mal. Ezzel a techni-kával két közeghatár közti térfogatot tudjuk megvizsgálni.
3.5 Transzmissziós mód
Ez a mód azon alapszik, hogy a minta egyik felületére ultrahangot bocsájtunk, ez áthatol az anyagon, és azt a másik oldalon egy másik transducer érzékeli . A SLAM a gerjesztésre egy ultrahangos síkhullám transducert használt, a detektálásra pedig lézer pásztázást. A C-SAM THRU-ScanTM mód az érzékelésre egy különálló piezoelektromos transducert használ. A tömbben jelenlévő hibák, jellegüknél fogva a hanghullám egy részét visszaverik, így a továbbhaladó hullám intenzitása csökken. Ezért a hibás helyekről alkotott képpontok sötétek lesznek az elkészült képen. Szemléltető ábraként a 6. ábrát használom.
6. ábra. Transzmissziós vizsgálat. A mintán áthaladó hanghullámokat vizsgáljuk, így a hibákat egyszerre a minta teljes térfogatában keressük.
3.6 Hullám utazási idő (Time-of-Flight)
Itt nem egy kitüntetett mélységből jövő hullám amplitúdóját, és fázisát detektáljuk, hanem azt mérjük, hogy meddig tart a hullámnak eljutni a minta felületétől egy kiválasztott közeghatárig. A hullám utazási idejéből számíthatjuk a határ mélységét. A változó mélységhez egy színskálát, vagy szürkeárnyalatos skálát rendelhetünk hozzá, ahol a közeghatár magasabban fekvő területei világosak, és az alacsonyabb területei sötétek. Ezt a képalkotási módot elsősorban mikrorepedések kontúrjának követésére, egy felület nem egysíkúságának detektálására, és két felület nem párhuzamosságának felderítésére használják. Például, ha egy IC tokozása előtt a szilícium lapkát ferdén ültették be, és így az elkészült eszköznél a borítás síkja nem párhuzamos a lapka síkjával. A 7. ábra szemlélteti ezt a képalkotási módot.
7. ábra. TOF képalkotási mód. A képen az azonos árnyalatok a minta azonos mélységét jelentik.
3.7 B-mód
Ez a képalkotási mód lényegében egy virtuális keresztcsiszolat a mintáról, egy kijelölt síkban ( P(x=x0,y,t) függvény alapján készül a kép ). A berendezés minden egyes pontban, és minden mélységben optimalizálja a fókuszt, így az elkészült kép minden területe megfelelő élességben látható. A B-szken egy a minta felületére merőleges síkról alkot képet, míg az eddigi módok képei egy a minta felületével párhuzamos síkról készültek.